Contenuto
- Informazioni generali sui lipidi
- Cosa sono gli acidi grassi?
- Punti di fusione degli acidi grassi
- Accumulo di acidi grassi
- Membrane di forma di acidi grassi
- Cuscino e isolante per acidi grassi
- Quali sono gli acidi grassi essenziali?
- Perché sono importanti gli acidi grassi essenziali?
- Come metabolizzano gli acidi grassi?
- Altri lipidi che devi conoscere
- Una molecola incompresa
Se hai seguito un corso di nutrizione o hai anche prestato attenzione alle etichette sui prodotti alimentari, probabilmente conosci molto bene tre dei quattro principali biomolecole del corpo umano. Queste sono biomolecole carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine. I lipidi includono una vasta gamma di molecole, inclusi i trigliceridi, che a volte vengono chiamati grassi.
I lipidi svolgono molte importanti funzioni nel corpo umano. Alcuni dei più cruciali di questi sono immagazzinare energia e comprendere membrane cellulari. I lipidi forniscono anche ammortizzazione e isolamento per gli organi vitali.
Informazioni generali sui lipidi
I lipidi sono i più densi di energia di tutte e quattro le biomolecole di base quando si tratta di immagazzinamento e accesso all'energia. I lipidi possono fornire 9 calorie di energia al grammo. Questo è più di entrambi i carboidrati e le proteine, che forniscono solo ciascuno 4 calorie di energia al grammo.
I lipidi formano anche le membrane cellulari grazie a una caratteristica molto importante delle molecole lipidiche chiamate idrofobicità. Questo termine deriva dalle parole greche Hydor - che significa acqua - e Phobos - significa paura. Le molecole idrofobe, come i lipidi, non si mescolano bene con l'acqua perché respingono le molecole d'acqua.
Come vedrai, i lipidi idrofobici possono attaccarsi alle molecole idrofile, cioè molecole che attraggono le molecole d'acqua, per la formazione della membrana cellulare.
Cosa sono gli acidi grassi?
Molecole di grasso, o trigliceridi, hanno una spina dorsale di glicerolo e tre code di acidi grassi. Questi acidi grassi sono lunghe catene contenenti uno scheletro di atomi di carbonio con molecole di idrogeno attaccate lungo lo scheletro di carbonio e acido carbossilico attaccato ad un'estremità.
Poiché contengono così tanti carboni e idrogeni, gli scienziati li chiamano catene di idrocarburi.
Esistono due tipi principali di acidi grassi, saturi e insaturi. Gli acidi grassi ricevono la loro classificazione in base alla loro struttura chimica. Acidi grassi saturi hanno legami singoli tra le molecole di carbonio delle catene di idrocarburi.
Sono saturi di idrogeno, il che significa che contengono quante più molecole di idrogeno possibile.
Acidi grassi insaturi hanno doppi legami o tripli legami tra le molecole di carbonio delle catene di idrocarburi. Non sono saturi di idrogeno, il che significa che hanno siti aperti disponibili per altre molecole da legare.
Punti di fusione degli acidi grassi
A causa delle differenze nel modo in cui i singoli legami e i doppi (o tripli) legami influenzano la struttura molecolare, gli acidi grassi saturi con legami singoli hanno catene lineari e lineari che possono impacchettarsi molto strettamente. Gli acidi grassi insaturi, d'altra parte, hanno piegamenti a causa dei doppi legami e quindi non possono accumularsi insieme.
Questa struttura influenza le funzioni del mondo reale dei lipidi.
Uno di questi è la temperatura alla quale l'acido grasso si scioglie. Il punto di fusione per acidi grassi insaturi è inferiore al punto di fusione per acidi grassi saturi della stessa lunghezza. Ad esempio, l'acido stearico si scioglie a circa 157 gradi Fahrenheit mentre l'acido oleico si scioglie a circa 56 gradi Fahrenheit.
Questo è il motivo per cui i lipidi saturi, come il grasso su una bistecca, tendono ad essere solidi a temperatura ambiente mentre i lipidi insaturi, come l'olio d'oliva, sono liquidi a temperatura ambiente.
Accumulo di acidi grassi
Uno dei ruoli più importanti dei lipidi e dei loro acidi grassi costituenti è l'accumulo di energia. Questo di solito avviene in tessuti specializzati chiamati il tessuto adiposo. Le cellule che compongono questi tessuti - chiamati adipociti - possono contenere goccioline di grasso di trigliceridi che occupano il 90 percento del volume delle cellule!
Tutto quel grasso ha uno scopo principale cruciale: immagazzinare l'energia necessaria per alimentare il corpo umano. Questo è un modo importante in cui l'evoluzione consente agli organismi di sopravvivere a periodi di scarsa disponibilità di cibo costruendo depositi di energia quando le fonti alimentari sono prontamente disponibili in modo che possano attingere a questi negozi durante i periodi più magri.
Ad esempio, gli animali che vanno in letargo o migrano fanno affidamento su depositi di grasso per mantenere le funzioni corporee necessarie e sopravvivere durante i periodi in cui non mangiano.
Alcuni scienziati portano a casa l'idea che i lipidi sono ideali per l'accumulo di energia usando l'esempio di un uomo maschio medio che pesa 154 libbre. Se questo esemplare modello smette di mangiare, le sue riserve di carboidrati (riserve di glucosio e glicogeno nel fegato e nei muscoli) lo terrebbero in vita per circa un giorno.
I suoi depositi di proteine (principalmente muscoli) durerebbero per circa una settimana, anche se alcuni dei muscoli che avrebbe eventualmente bisogno di bruciare per produrre energia sono cruciali per la sua salute, come i muscoli cardiaci del cuore.
Tuttavia, i suoi depositi lipidici - che comprendono circa 24 libbre del suo peso corporeo totale - potrebbero sostenerlo per 30 o 40 giorni. Il tipo di metabolismo che il suo corpo userebbe per convertire l'energia immagazzinata nei suoi tessuti adiposi in energia utilizzabile è lipolisi.
Membrane di forma di acidi grassi
Gli acidi grassi rendono anche possibili le membrane cellulari. Le membrane biologiche, come le membrane plasmatiche, sono barriere selettive tra l'interno della cellula (o l'organello) e l'esterno della cellula. In questa funzione, consentono ad alcune molecole di attraversare e tenere fuori altre molecole.
Il componente principale di queste membrane sono chiamati lipidi specializzati fosfolipidi. I fosfolipidi hanno due parti fondamentali: una testa e una coda. La regione della testa è glicerolo con un gruppo fosfato attaccato. La regione della coda è costituita da catene di acidi grassi. Queste molecole di fosfolipidi sono anfipatico; l'estremità di acido grasso respinge l'acqua (idrofobica) e l'estremità della testa attira l'acqua (idrofila).
Le membrane biologiche di solito si formano usando i lipidi bistrati. Ciò significa che due file di fosfolipidi si allineano coda a coda con le teste idrofile a contatto con l'interno e l'esterno della cellula, che comprendono principalmente acqua.
Ciò rende la membrana fosfolipidica a tenuta stagna pur consentendo a piccole molecole di passare attraverso la membrana semipermeabile senza la necessità di trasportatori specializzati, come le pompe proteiche.
Cuscino e isolante per acidi grassi
Tutto quel grasso che fuoriesce nei tessuti adiposi, immagazzinando energia per quando è necessario, serve anche per altri scopi utili. Il tessuto adiposo è morbido e quindi fornisce un cuscino per gli organi vulnerabili del corpo, come cuore, reni e fegato.
Questo è il motivo per cui puoi subire una forte caduta o persino resistere a un incidente d'auto senza danneggiare necessariamente i tuoi organi vitali.
Il tessuto adiposo agisce anche come isolamento per aiutare il corpo a regolare la sua temperatura interna. Ciò è particolarmente importante in circostanze che includono climi estremi o sbalzi di temperatura. Ecco perché i mammiferi che vivono in ambienti estremamente freddi, come alcune balene che viaggiano attraverso acque gelide, mantengono depositi di grasso chiamato grasso.
I depositi di grasso appena sotto la pelle possono persino metabolizzare per produrre calore quando la temperatura della pelle diventa troppo bassa.
Quali sono gli acidi grassi essenziali?
Gli esseri umani possono sintetizzare molti acidi grassi usando gli atomi di carbonio presenti nelle biomolecole come i carboidrati e le proteine. Però, acidi grassi essenziali sono un tipo di acido grasso che il corpo umano non può produrre da solo.
Questi sono talvolta chiamati acidi grassi dietetici poiché queste molecole devono invece provenire dal cibo presente nella dieta.
Due noti acidi grassi essenziali sono gli acidi grassi omega-3, chiamati anche acido alfa-linolenico, e gli acidi grassi omega-6, chiamati anche acido linoleico. Gli acidi grassi omega-3 e omega-6 nella dieta formano altri acidi grassi essenziali, come l'acido arachidonico (AA), all'interno del corpo.
Gli alimenti che contengono naturalmente questi acidi grassi includono:
Perché sono importanti gli acidi grassi essenziali?
Questi acidi grassi essenziali sono fondamentali per il corretto funzionamento della membrana, specialmente nelle membrane delle cellule nervose e delle cellule del sangue importanti. Lì, contribuiscono alla fluidità della membrana, che è fondamentale per mantenere i gradienti di concentrazione che rendono possibili processi di sostegno della vita come la diffusione e l'osmosi.
Gli scienziati ritengono che gli acidi grassi essenziali svolgano ruoli importanti nello sviluppo della malattia e nella salute generale. Le condizioni colpite da carenze di acidi grassi possono includere:
Alcuni acidi grassi sono essenziali solo in condizioni specifiche, come malattie o stati di sviluppo. Ad esempio, sono chiamati acidi grassi polinsaturi a catena lunga acido docosaesaenoico (DHA) sono cruciali per la struttura del cervello e la funzione cognitiva, nonché per una corretta visione. Gli esseri umani neonati, in particolare quelli nati prematuramente, richiedono un'attenta alimentazione di latte umano ricco di DHA e AA o formule per bambini arricchite con questi acidi grassi essenziali.
Come metabolizzano gli acidi grassi?
Hai già familiarizzato con il termine lipolisi, che è il modo in cui gli acidi grassi si metabolizzano per rilasciare l'energia immagazzinata. Quando le cellule dei tessuti adiposi ricevono il segnale che il corpo ha bisogno di accedere all'energia immagazzinata, gli enzimi lipasi iniziano un processo in più fasi chiamato idrolisi, che rompe i trigliceridi nelle loro parti costitutive, acidi grassi e glicerolo.
Ogni fase dell'idrolisi scinde un acido grasso dalla molecola dei trigliceridi.
Da quel punto, il ciclo dell'acido citrico, chiamato anche il ciclo di Krebs, prende il sopravvento. Questa serie di reazioni chimiche fende ulteriormente le catene di acidi grassi per rilasciare tutta l'energia immagazzinata contenuta nelle catene. Tutti gli organismi aerobici, compresi gli umani, usano questo ciclo per generare energia.
Il processo opposto rispetto alla lipolisi consente al corpo umano di immagazzinare questa energia in primo luogo. lipogenesi, o esterificazione, converte gli zuccheri semplici in acidi grassi. Quindi queste catene di acidi grassi vengono sintetizzate in trigliceridi al fine di immagazzinare energia come grasso nel corpo, specialmente nei tessuti adiposi.
Altri lipidi che devi conoscere
Potresti aver sentito parlare di un altro importante lipide chiamato colesterolo. Questa molecola steroidea si presenta in due forme: colesterolo ad alta densità (HDL) e colesterolo a bassa densità (LDL). Poiché il colesterolo attraversa il flusso sanguigno, gli operatori sanitari possono controllare i livelli di colesterolo con un semplice esame del sangue.
Mentre il colesterolo HDL è benefico per il corpo umano, alti livelli di colesterolo LDL possono danneggiare il sistema cardiovascolare.
Sebbene la maggior parte delle persone equipari il termine colesterolo al colesterolo LDL e si preoccupi di avere troppo colesterolo nel sangue, la molecola di colesterolo svolge ruoli molto importanti nel corpo umano. Oltre agli effetti protettivi del colesterolo HDL, la molecola di steroidi funge anche da precursore di molti ormoni importanti.
Questi includono ormoni sessuali importanti per il tuo sistema riproduttivo, come ad esempio estrogeni, progesterone e testosterone.
Il colesterolo è anche responsabile della produzione di ormoni dello stress, tra cui cortisolo. Questi ormoni aiutano il corpo a montare importanti risposte allo stress di fronte al pericolo, come la risposta al volo o alla lotta.
Una molecola incompresa
Nel corso degli anni, i lipidi hanno ottenuto una cattiva immagine pubblica a causa delle tendenze a basso contenuto di grassi. Come puoi vedere, questa scarsa reputazione è immeritata perché i ruoli che i lipidi svolgono nel corpo umano - dallo stoccaggio dell'energia alla formazione della membrana alla semplice ammortizzazione e isolamento - non sono importanti; sono cruciali per la vita.